Nasce a Madrid da un commerciante (Eduardo) e da una parrucchiera (Encarna). La famiglia si completa con un fratello Eduardo ed una sorella Monica.

E' del segno zodiacale del Toro. Alta 1 metro e 68 pesa 49 chili. Tra le sue passioni c'è la fotografia: quando una rivista spagnola le da l'opportunità di andare in Nepal per intervistare il Dalai Lama, con la sua macchina fotografica l'attrice immortala i volti dei bambini tibetani e questi ritratti vengono esposti a Madrid.

Quella della Cruz è una vita che fin dai primi anni di adolescenza è votata allo spettacolo. Balla e canta continuamente, ricordano i genitori, sulle note delle pubblicità trasmesse dalla televisione.

Studia danza classica al Conservatorio Nazionale di Spagna poi frequenta la scuola di Angela Garrido, quella di Danza Jazz di Raul Caballero e, a New York, la scuola del Teatro di Cristina Rota.

Senza terminare gli studi, a 15 anni, decide di imboccare la strada della recitazione. Interpreta vari telefilm, video musicali e conduce anche alcuni programmi televisivi per ragazzi. Intanto studia arte drammatica a Madrid.

Diventa dunque molto presto popolare grazie alla televisione e nel 1992 arriva anche il momento della sua prima esperienza cinematografica. Prosciutto, prosciutto di Bigas Luna è il suo film di esordio. Poi Belle Epoque di Fernando Trueba.

Nel 1993 lavora anche per la nostra cinematografia. Interpreta La ribelle di Aurelio Grimaldi prima e Per amore solo per amore di Giovanni Veronesi dopo.

Nel 1997 è protagonista di alcuni film in Spagna: Carne tremula di Pedro Almodóvar e Apri gli occhi di Alejandro Amenábar. Sempre in quest'anno si allontana dal luccicante mondo dello spettacolo per prestare opera di attivista in alcune opere umanitarie. Trascorre due mesi in Uganda come volontaria e non è questo l'unico gesto di solidarietà della Lopez: dopo aver girato Hi-Lo Country dona l'intero compenso alla missione di Madre Teresa a Calcutta, dove aveva soggiornato nel 1996. E' anche tra i finanziatori della Fondazione Sabera che costruisce a Calcutta una casa e una scuola per ragazze bisognose e una clinica per gli ammalati di tubercolosi. Gira anche due documentari per la fondazione presentati alla Tv spagnola.

Il 1998 è l'anno dello sbarco ad Hollywood. Hi-Lo Country di Stephen Frears è il suo primo film negli States. Il successo arriva però l'anno seguente grazie all'interpretazione di Tutto su mia madre di Pedro Almodóvar, film che vince premi in tutto il mondo ma soprattutto l'Oscar come miglior film straniero.

Tra il 2000 e il 2001 è protagonista di Per incanto o per delizia di Fina Torres, Passione ribelle di Billy Bob Thornton, Blow di Ted Demme e Il mandolino del capitano Corelli di John Madden oltre a Vanilla Sky di Cameron Crowe.

Penelope Cruz non è però nota solamente come attrice. Nel mondo del gossip ha la fama, meritata o no, di rovinafamiglie. Lei smentisce decisamente una nomea che non le piace affatto. Eppure dopo aver lavorato con Matt Damon lui si separa da Winona Ryder, Nicolas Cage divorzia da Patricia Arquette e Tom Cruise da Nicole Kidman. L'amore con Cruise è ancora vivo e di loro si parla come una delle coppie più affiatate di Hollywood. "Ci
siamo messi insieme quando già il suo matrimonio con la Kidman era finito" afferma la Cruz. Ed ancora: "Non ho paura di stare sola, perché lo sono stata per anni. Ho sempre avuto relazioni molto lunghe, perché sono una monogama seria".

Dicono di lei:

Pedro Almodòvar, regista: "È misteriosa, complessa. A volte è come una santa, a volte ha delle curiosità verso i lati oscuri. Dentro di lei puoi trovare qualsiasi corda".

Tom Cruise, suo attuale compagno: "È bella come Audrey Hepburn. Ha una grande eleganza, ma accessibile".